Macchina sincrona - Macchine elettriche

Macchina sincrona

Macchina rotante reversibile che può funzionare come generatore (trasformando potenza meccanica in potenza elettrica) e come motore (viceversa).

Elementi costruttivi

Statore

Rappresenta il sistema indotto ed è costituito da un nucleo cilindrico, di materiale ferromagnetico ridotto in lamierini a forma di corona circolare di spessore di circa 0,5mm, il totale dell'orso, la divisione in lamierini è necessaria per ridurre le correnti parassite che interessano le macchine.

Sulle superfici interne dello statore vengono praticate delle scanalature dove vanno inseriti i cavi destinati ad avvolgere le fasci di armature, quivi si costituiscono gli avvolgimenti trifase (monofase e trifase).

Gli avvolgimenti statorici sono posti in direzione assiale nelle cave. Per simmetria ci sono 3 avvolgimenti fasciati all'insieme di 120° con tre morsetti collegati a stella, e 3 morsetti liberi ai quali si collega il circuito o tramite cui si associati alle rotazioni (trifase).

Cave

Possono essere aperte, chiuse o semi-chiuse. Le cave aperte consentono la realizzazione degli avvolgimenti in forma di matasse e il riempimento in sede senza dover limitare l’area di testata. Consentono anche una facile rimozione delle eventuali matasse guaste, ma aumentando la riluttanza del circuito magnetico (causato distorsione sulla forma d’onda del campo di taglio) le cui linee tendono ad addensarsi dove discontinuità ed aumenti la dentatura esterna.

Matassa

Fasci di conduttori connessi in serie. Ogni matassa ha i cavi che sono disposti in modo simmetricamente opposti.

Le cave chiuse rendono minima la riluttanza e consentono l’impiego di poli indotti ma richiedono che il conduttore venga inserito longitudinalmente rispetto al foro.

Negli alternatori la configurazione più usata è quella delle cave semi-chiuse.

Si può avere uno statore con avvolgimento concentrati, cioè; 1 canalina per ogni avvolgimento con distribuzione funzionale delle cave. Es: caso trifase 3 avvolgimenti => 6 cave.

E, alternativamente 2 avvolgimento distribuiti, cioè un avvolgimento è distribuito in più cave. Ovviamente tutte le spire apparterranno ad uno stesso avvolgimento devono essere collegate in serie. Es: trifase con 3 cave per avvolgimento => 18 cave.

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Macchina sincrona

Macchina rotante reversibile che può funzionare come generatore (trasformando potenza meccanica in potenza elettrica) e come motore (viceversa).

Elementi costruttivi

Statore

Rappresenta il sistema indotto ed è costituito da un nucleo cilindrico, di materiale ferromagnetico suddiviso in lamierini a forma di corona circolare di spessore di circa 0,5mm e isolati tra loro. La divisione in lamierini è necessaria per ridurre le correnti parassite che interessano le macchine magnetiche.

Sulle superfici interne dello statore vengono praticate delle scanalature dove vanno cangiati destinate ad accogliere fasci di conduttori avvolti che costituiscono l'avvolgimento statorico (innalzato a trifase).

Gli avvolgimenti statorici sono posti in direzione assiale nelle cave. Per simmetria ci sono 3 avvolgimenti fasciati mutuamente di 120, con tre morsetti collegati a stella, e 3 morsetti liberi ai quali si collega il carico o tramite cavi si collega alle utenze (trifase).

Cave

Possono essere aperte, chiuse o semi-chiuse. Le cave aperte consentono la realizzazione degli avvolgimenti in forma di matasse e il riempimento in sede con resina fluide indurita in casta testata. Consentono anche un facile ricalco delle eventuali matasse guaste, ma aumentando la riluttanza del circuito magnetico (causando distorsione sul campo di dispersione dei campi di testato). Le cave chiuse tendono ad addensare il flusso di riluttanza e ridurre le perdite della stessa.

Matasse

Fasci di conduttori complessi in serie con matassa. Per "cavi" che sono disposti in modo simmetricamente opposto.

Le cave chiuse rendono minima la riluttanza e consentono l'impiego di poli in colati, ma richiedono che il cavo sia inserito longitudinalmente rispetto al foro.

Nelle alterneata la configurazione più usata è quella delle cave semi-chiuse.

Si possono avere statore con avvolgimento/concentrati, ossia: 1, 2 cavi per ogni avvolgimento con distribuzione unione delle cave. Es: caso trifase 3 avvolgimenti => 6 cave.

In alternativa a 2/avvolgimento/distribuiti, cioè un avvolgimento è distribuito in più cave. Ovviamente tutte le spire appartenenti ad uno stesso avvolgimento devono essere collegate in serie. Es: trifase con 3 cave per avvolgimenti => 18 cave.

Traferro

Spazio d'aria tra statore e rotore. Se lo spessore del traferro è troppo elevato, la riluttanza del circuito magnetico è elevata (indice del valore del traferro, ottica). L'esistenza del traferro è necessaria per evitare urti tra lo statore e le rotore quando quest'ultimo ruota (l'asse del rotore fa una certa eccentricità). Per questo motivo le macchine veloci si sviluppano longitudinalmente evitando elevate spinte centrifughe.

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